RNA interference je co?

Co je rušení RNA? Tímto termínem rozumíme systém pro kontrolu aktivity genů eukaryotických buněk. Existuje podobný proces v důsledku krátkých (ne více než 25 nukleotidů v řetězci) molekul ribonukleové kyseliny.

RNA interference je charakterizována post-transkripční inhibicí genové exprese pomocí destrukce nebo deadenylace mRNA.

Relevance

Bylo nalezeno v buňkách mnoha eukaryotů: houby, rostliny, zvířata.

RNA interference je považována za důležitý způsob ochrany proti buněčným virům. Podílí se na procesu embryogeneze.

Díky silným a selektivním RNA vliv na expresi genů může být provedena vážné biologický výzkum v živých organismech, buněčných kultur.

Předtím měla rušení RNA jiný název - cosuprese. Po podrobném studiu tohoto procesu získávání FIRE Andrew a Craig Mello Nobelovu cenu za medicínu pro studium mechanismu jejich výskytu, proces byl přejmenován.

Historie

Co je rušení RNA? Jeho objev je způsoben vážným předběžným pozorováním pod vlivem antisense RNA-inhibice exprese v rostlinných genech.

Po nějaké době získaly americké vědce překvapivé výsledky při zavádění transgenů do petunie. Vědci se pokusili upravit analyzovanou rostlinu tak, aby květiny poskytly intenzivnější odstín. Za tímto účelem zavedli do buněk další kopie genu pro enzym halconsintase, který je zodpovědný za tvorbu fialového pigmentu.

Ale výsledky studie byly naprosto nepředvídatelné. Namísto požadovaného ztmavnutí barvy koruny petunie se květy této rostliny zbavily bílé barvy. Snížení aktivity enzymu halconsintázy se nazývalo cosuprese.

Důležité body

Následné experimenty odhalily účinek posttranskripční inhibice exprese genu na tento proces v důsledku zvýšení hladiny degradace mRNA.

V té době bylo známo, že rostliny, které exprimují speciální bílkoviny, jsou necitlivé na infekci tímto virem. Bylo experimentálně zjištěno, že získání takové stability je dosaženo zavedením krátké nekódující sekvence virové RNA do rostlinného genu.

RNA interference, jejíž mechanismus ještě není plně pochopen, se nazývá "suprese genové exprese indukovaná virem".

Množství takových jevů biologů začalo být nazýváno post-transkripčním útlakem genové exprese.

FIRE Andrew a jeho kolegové byli schopni prokázat souvislost mezi tímto jevem a zavedení souhrnného sense RNA a antisense RNA tvořící dvojitý okruh. To byl rozpoznán jako hlavní příčina popsaného způsobu.

Vlastnosti molekulárních mechanismů

Proteinové Dayser Giardia intestinalis katalyzované řezání dvojitým řetězcem RNA se získají malé interferující RNA fragmenty. RNA doména má zelenou barvu, PAZ doména má žlutou barvu a vazebná spirála má modrý nádech.

Aplikace rušení RNA je založen na exogenní a endogenní cestě.

První mechanismus je založen na genomu viru nebo je důsledkem laboratorních experimentů. Tam je řez v cytoplazmě takové RNA na malé fragmenty. Druhý druh je tvořen expresí jednotlivých genů živého organismu, například pre-mikro RNA. To zahrnuje vytvoření specifických kmenových smyčkových struktur v jádru tvarovacího mRNA interakci s RISC-komplexu.

Malá interferující RNA

Jsou to řetězce, které se skládají z 20-25 nukleotidů, které mají konce nukleotidů. Každý řetězec má na konci 3 `hydroxylovou část a fosfátovou skupinu na 5`-části. Struktura tohoto typu je tvořena výsledkem působení enzymu Dyser na vlásenky obsahující RNA. Po štěpení jsou fragmenty obsaženy v katalytickém komplexu. Argonový protein postupně propojuje duplexní RNA, což usnadňuje ponechání pouze jednoho "řídícího" řetězce v RISC. Umožňuje efektorovému komplexu hledat specifickou cílovou mRNA. Po připojení komplexu siRNA-RISC dojde k degradaci mRNA.

Takové molekuly jsou hybridizovány jediným typem cílové mRNA, která vede ke štěpení molekuly.

mRNA

RNA interference a ochrana rostlin jsou vzájemně provázané procesy.

mRNA se skládá z 21-22 sekvenčně nukleotidů endogenního původu, které se podílejí na procesu individuálního rozvoje organismů. Jeho geny jsou transkribovány a vytvářejí dlouhé primární transkripty transkriptů pri-miRNA. Tyto struktury mají formu stébel-smyčky, jejich délka sestává ze 70 nukleotidů. Obsahují enzym s aktivitou RNA ase, stejně jako protein schopný vázat RNA s dvojitým řetězcem. Pak dochází k transportu do cytoplazmy, kde se výsledná RNA stává substrátem enzymu Dyser. Zpracování může probíhat různými způsoby, v závislosti na typu buňky.

Takto probíhá rušení RNA. Použití tohoto procesu ještě nebylo plně prozkoumáno.

Například bylo možné stanovit možnost jiné cesty zpracování mRNA, která nezávisí na Dyseru. V tomto případě je molekula řezána proteinem argon. Rozdíl mezi miRNA a siRNA je schopnost inhibovat translaci několika různými mRNA, které obsahují podobné sekvence sekvencí aminokyselin.

RISC Effector Complex

RNA interference, jejichž biologické funkce umožňují vyřešit řadu problémů spojených s proteinovým komplexem a poskytují interferenci s štěpením mRNA. Komplex RISC usnadňuje oddělení ATP do několika fragmentů.

Při použití rentgenové difrakční analýzy bylo zjištěno, že pomocí takového komplexu je proces výrazně zrychlen. Jeho katalytickou částí jsou proteiny argonauty, které jsou lokalizovány na určitých místech cytoplazmy. Takové P-těla jsou lokality se signifikantní úrovní degradace RNA, je v nich největší aktivita mRNA odhalena. Zničení takových komplexů je doprovázeno snížením účinnosti interferenčního procesu RNA.

Metody potlačení transkripce

Vedle působení na úrovni inhibice translace má RNA vliv i na transkripci genů. Část eukaryot používá tento způsob k zajištění stability struktury genomu. Kvůli modifikaci histonů může být exprese genu v určitém místě snížena, neboť takový přechod nastává ve formě heterochromatinu.

RNA interference a její biologická role jsou důležitou otázkou, která si zaslouží vážné studium a analýzu. Chcete-li provést studii, zvažte ty části řetězce, které jsou zodpovědné za typ párování.

Například kvasinkové transkripční represe se provádí RISC-komplex, který obsahuje fragment Chp1 hromodomenom, Argonaut, a protein, který má Tas3 neznámou funkci.

Pro pokračování v indukci tvorby heterochromatinových míst je nutný enzym Dyser, RNA polymeráza. Rozdělení těchto genů vede k porušení methylace histonů, vede ke zpomalení buněčného dělení nebo k úplnému zastavení tohoto procesu.

Úprava RNA

Nejběžnější formou tohoto procesu u vyšších eukaryot je proces přechodu na inosin adenosin, který se vyskytuje ve dvojitém řetězci RNA. K provedení této transformace se používá enzym adenosin deaminázy.

Na počátku dvacátého prvního století byla předložena hypotéza, podle které byl mechanismus interference RNA a editace molekul rozpoznán jako konkurenční proces. Studie provedené pro savce ukazují, že editační RNA může zabránit potlačení transgenů.

Rozdíly mezi organismy

Spočívá ve schopnosti vnímat cizí RNA, které je aplikují v průběhu zásahu. U rostlin je tento účinek systémový. Dokonce i v případě malého zavádění RNA dochází k depresi v celém těle určitého genu. Při této činnosti se signál RNA přenáší mezi zbývajícími buňkami. RNA polymeráza se podílí na amplifikaci.

Mezi organismy existuje rozdíl v použití cizích genů v procesu rušení RNA.

V rostlinách dochází k přenosu siRNA pomocí plazmodesmu. Dědičnost takových účinků RNA je zajištěna methylací promotorů určitých genů.

Hlavním rozdílem tohoto mechanismu v rostlinách je ideálnost komplementarity mRNA v nich, která společně s komplexem RISC podporuje úplnou degradaci této molekuly.

Biologické funkce

Uvažovaný systém je důležitou složkou imunitní odpovědi na cizí materiály. Například rostliny mají několik analogů proteinu Dyser, které se používají k boji proti četným virovým organismům.

RNA může být považována za mechanismus antivirové ochrany, získaný rostlinami, které jsou vypouštěny po celém těle.

Navzdory skutečnosti, že ve zvířecích buňkách je exprimována mnohem méně proteinu Dyser a v nich je možné mluvit o účasti RNA na antivirové odpovědi.

V současné době jsou částečně studovány imunitní reakce, které se vyskytují v lidském těle a zvířatech.

Biologové pokračují ve výzkumu, snaží se nejen ospravedlnit mechanismy svého průběhu, ale také najít způsoby, jak ovlivňovat imunitní interakce. V případě úspěšného vysvětlení všech nuancí interference RNA vědci budou mít možnost řídit tyto biochemické reakce, vytvořit mechanismy pro ochranu před cizími těly.